霍爾傳感器干什么：什么是霍爾傳感器，它有何用途？
朋友們好，我是電子及工控技術(shù)，我來回答這個問題。霍爾傳感器對我來說還是比較熟悉的，我在維修電瓶車時，電瓶車的調(diào)速車把里就有霍爾傳感器元件，在電瓶車的無刷電機中也會用到霍爾傳感器元件；另外在數(shù)控車床的自動刀架上也安裝了幾個霍爾傳感器，由此可見霍爾傳感器在我們的日常生產(chǎn)和生活中使用非常廣泛，今天正好借助這個話題與朋友們一起聊聊關(guān)于霍爾傳感器的一些問題。
霍爾傳感器的由來
霍爾傳感器是利用半導體材料，它是根據(jù)霍爾效應制作的一種傳感器。這個霍爾其實是一個人名，他是一位美國的物理學家，他早在一百多年前的1879年就通過很多次實驗發(fā)現(xiàn)了在一個金屬薄片上通過一個恒定的電流，然后把這個薄片再放到磁場中，這時候他發(fā)現(xiàn)在金屬的另外兩側(cè)就會出現(xiàn)電壓。這個電壓是與磁場有關(guān)系的，當磁場強時，這個電壓就高，當磁場弱時，這個電壓就低。當時由于技術(shù)的限制，還沒有發(fā)現(xiàn)類似硅半導體這種材料，因此使用金屬來獲得的電壓都比較小，直到上個世紀40年代末，硅半導體的出現(xiàn)，霍爾效應才逐漸進入到實際應用領(lǐng)域。
后來人們?yōu)榱思o念霍爾在這方面做出的貢獻，因此用他的名字來命名這種傳感器，現(xiàn)在人們大都采用半導體作為霍爾傳感器的材料，當我們給它通入電流時，在與電流和磁場都垂直的方向上就會產(chǎn)生電壓，我們把這種現(xiàn)象叫霍爾效應。我們把這種利用霍爾效應制作的傳感器稱為霍爾傳感器。
霍爾傳感器的原理與結(jié)構(gòu)
我們以半導體霍爾元件為例來說明它的工作過程。在下圖中我們給半導體霍爾元件通入電流I，然后把這個半導體薄片放在以磁場強度為B的磁場中，這時半導體內(nèi)的電子將受到一種磁力（洛侖茲力）F的作用就會向內(nèi)側(cè)移動，因此在內(nèi)側(cè)就堆積了很多電子，隨著電子堆積的越來越多，此時就會形成一種電場。當電子既受到磁場力的作用，又受到電場力的作用，如果此時兩種力達到了一種平衡時，那么電子的堆積也就達到了一種動態(tài)平衡，這時候就建立起一種電壓，我們把這種電壓叫霍爾電動勢，一般用Eh表示，那么霍爾電動勢Eh可用Eh=KIB來表示。從這個式子可以看到，這個K是霍爾元件的靈敏度，這個I和B分別表示通入的電流和所在的磁場強度，因此我們知道，在通入電流一定的情況下，磁場強度越強，那么所感應的霍爾電動勢就越大。
我們通過實驗可以知道單單用霍爾元件本身它所輸出的電壓是非常小的，同時我們又知道，半導體器件容易受溫度影響。因此現(xiàn)在的霍爾傳感器一般都把霍爾元件、放大器、溫度補償電路以及穩(wěn)壓電源等制作在一個芯片里，單就霍爾元件本身的結(jié)構(gòu)來說，一般它是由半導體、薄膜、襯底以及引線等部分構(gòu)成，如下圖所示。
霍爾傳感器的作用
我們知道了霍爾傳感器的原理之后就能夠知道它的作用了，首先它可以用來檢測外界磁場的變化，還可以做成無觸點控制的傳感器，比如有一種接近開關(guān)就是用霍爾傳感器制作的，它可以檢測磁性物體。我們知道霍爾傳感器一般可以分為線性型和開關(guān)型兩類。對于線性霍爾傳感器它與外加磁場強度呈線性關(guān)系，比如我們的電瓶車轉(zhuǎn)把里的霍爾元件就是用的線性霍爾傳感器；對于開關(guān)型霍爾傳感器來說，它輸出類似開關(guān)的接通與斷開，也就是說它能夠輸出“1”和“0”，比如在數(shù)控車床刀架里所用的霍爾傳感器就是開關(guān)型的，它主要是用來檢測車刀是不是到位的。
另外在測量位移、壓力等方面也是可以用到霍爾傳感器的，一般我們比較常用的霍爾傳感器有CS-3000系列、SH-100系列、HK系列等。
霍爾傳感器檢測
我們知道霍爾傳感器在有磁場靠近時就會從輸出端輸出一個電壓信號，因此我們可以測量輸出端的電壓變化來判斷霍爾傳感器是不是正常。我們知道在集成的霍爾傳感器中，它通常為集電極開路輸出型的，因此我們在檢測它的質(zhì)量好壞時要加一個限流電阻。在正常時，霍爾傳感器輸出端“3”腳應為高電平，一般會接近電源電壓Vcc。當我們用一個小磁鐵靠近霍爾傳感器印有數(shù)字的一面時，如果此時萬用表指示的電壓降到0.6V以下的話，說明霍爾傳感器是好的。如果當小磁鐵已接觸到霍爾傳感器印有數(shù)字的一面時，萬用表指示的電壓仍不下降，然后把磁鐵的磁極調(diào)換一下再試，如果這時萬用表指示下降為0.6V以下的話，也說明霍爾傳感器是好的，如果正反時，萬用表電壓都不下降，這就說明霍爾傳感器已經(jīng)損壞不能用了，其測試方法如下圖所示。
以上就是我對這個問題的回答，歡迎朋友們參與討論，敬請關(guān)注電子及工控技術(shù)，感謝點贊。
霍爾傳感器干什么：什么是霍爾傳感器，它有何用途？_1
霍爾傳感器它根據(jù)霍爾效應制作的一種磁場傳感器。接觸到的一種就是壓力傳感器，它是利用霍爾效應的工作原理。
霍爾傳感器的工作原理：在磁場中有個霍爾半導體片，恒定電流從A經(jīng)過B通過霍爾半導體片。在洛倫磁力的作用下，電流的電子流通過霍爾半導體時向一側(cè)偏移，使霍爾半導體片在CD方向產(chǎn)生電位差，也就是霍爾電壓。霍爾電壓隨著磁場強度的變化而變化，磁場越強其霍爾電壓越高，反之其霍爾電壓越低，一般都是幾mv，但在集成電路中經(jīng)過放大器放大，就能使該電壓放大足以輸出的較大信號。如果霍爾集成電路能起傳感器作用，只需要以機械方法去改變磁感應強度。
霍爾傳感器用途：通過它能將許多非電非磁的物理量，如壓力、力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)等及工作狀態(tài)發(fā)生變化時間，轉(zhuǎn)成電量進行檢測和控制。它的儀表有壓力變送器可以用來測量介質(zhì)的壓力、轉(zhuǎn)速傳感器用來測量機械部件的轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速等
霍爾傳感器干什么：霍爾傳感器有什么用？工作原理是什么
霍爾傳感器聽起來給我們有點高科技的感覺。其實，只是我們不認識它而已。那我們今天就了解一下它有多么的神奇！
通過字面上的意思我們可以知道它屬于傳感器之類的電子器件。
那么我們先了解一下什么是傳感器。
傳感器定義：
其實它屬于一個檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需要的信息，來滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
看了定義是不很難理解呢？那我們這樣理解，其實，我們每個人身上處處都有傳感器。當我們品嘗一份食物時，是不舌尖會告訴我們的大腦這種食物好吃不好吃呢。如果好吃，大腦就會告訴你多吃點，不好吃大腦就會告訴你別吃了或少吃點呢！
此時，我們是不了解了傳感器是干什么的了呢。我們身體上是不有好多的傳感器呢。
霍爾傳感器一般指的是電子產(chǎn)品設(shè)備上的零部件。
霍爾傳感器工作原理
是一個換能元件，將變化的磁場轉(zhuǎn)化為輸出電壓的變化，用于測量磁場及產(chǎn)生和影響磁場的物理量。
然后以簡單的形式將模擬信號轉(zhuǎn)化成一個電壓。
霍爾傳感器簡介及分類
1、霍爾傳感器可分為：線型和開關(guān)型兩種。
2、線型霍爾傳感器又可分為開環(huán)式線性霍爾傳感器和閉環(huán)式線性霍爾傳感器。
主要包括霍爾元件、線性放大器和設(shè)計跟隨器三大部分，用于測量交流電流、直流電流、電壓。
開關(guān)型霍爾傳感器主要包括霍爾元件、差分放大器、穩(wěn)壓器、斯密特觸發(fā)器、輸出級組成，用于數(shù)字量的輸出。
霍爾傳感器特點
對磁場敏感。
結(jié)構(gòu)簡單，體積小。
頻率響應寬。
輸出電壓變化大和使用壽命長。
應用領(lǐng)域
工業(yè)、汽車、電腦、AI、智能手機等電子產(chǎn)品領(lǐng)域有著廣泛的用途。
總結(jié)：關(guān)于霍爾傳感器，在今天科技發(fā)展的快車道上，無論任何大系統(tǒng)與小系統(tǒng)，人工智能技術(shù)以及無人駕駛汽車技術(shù)、人臉識別技術(shù)等被廣泛應用，可以說貫穿于我們生活的方方面面。
霍爾傳感器干什么：霍爾效應傳感器
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霍爾效應傳感器
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。
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應制作的一種磁場傳感器。霍爾效應是磁電效應的一種。
中文名
霍爾效應傳感器
原 理
霍爾效應
類 別
傳感器
應用于
計量儀器
目錄
1
簡介
2
歷史
3
工作原理
4
霍爾探頭
霍爾效應傳感器簡介
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語音
霍爾效應傳感器也稱霍爾傳感器，是一個換能器，將變化的磁場轉(zhuǎn)化為輸出電壓的變化。霍爾傳感器首先是實用于測量磁場，此外還可測量產(chǎn)生和影響磁場的物理量，例如被用于接近開關(guān)、霍爾、位置測量、轉(zhuǎn)速測量和電流測量設(shè)備。其最簡單的形式是，傳感器作為一個模擬換能器，直接返回一個電壓。在已知磁場下，其距霍爾盤的距離可被設(shè)定。使用多組傳感器，磁鐵的相關(guān)位置可被推斷出。通過導體的電流會產(chǎn)生一個隨電流變化的磁場，并且霍爾效應傳感器可以在不干擾電流情況下而測量電流，典型的構(gòu)造為將其和繞組磁芯或在被測導體旁的永磁體合成一體。通常，霍爾效應傳感器和電路相連，從而允許設(shè)備以數(shù)位（開/關(guān)）模式操作，在這種情況下可以被稱為開關(guān)。工業(yè)中常見的設(shè)備，例如氣缸，也被用于日常設(shè)備中，如一些打印機使用他們來監(jiān)測缺紙和敞蓋的情況。當鍵盤被要求高可靠性時，便也設(shè)計霍爾傳感器在其按鍵內(nèi)。霍爾效應傳感器通常被用于計量車輪和軸的速度，例如在內(nèi)燃機點火定時（正時）或轉(zhuǎn)速表上。其在無刷直流電動機的使用，用來檢測永磁鐵的位置。輪子帶有兩個等距的磁鐵，傳感器上的電壓在一個周期內(nèi)將兩次達到峰值，此設(shè)置通常被用來校準磁盤驅(qū)動的速率。
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霍爾效應傳感器歷史
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語音
這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導電機構(gòu)時發(fā)現(xiàn)的。后來發(fā)現(xiàn)半導體、導電流體等也有這種效應，而半導體的霍爾效應比金屬強得多，利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件，廣泛地應用于工業(yè)自動化技術(shù)、檢測技術(shù)及信息處理等方面。霍爾效應是研究半導體材料性能的基本方法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。
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霍爾效應傳感器工作原理
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圖1 霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化
霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化，磁場越強，電壓越高，磁場越弱，電壓越低。霍爾電壓值很小，通常只有幾個毫伏，但經(jīng)集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。若使霍爾集成電路起傳感作用，需要用機械的方法來改變磁場強度。圖1所示的方法是用一個轉(zhuǎn)動的葉輪作為控制磁通量的開關(guān)，當葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時，磁場偏離集成片，霍爾電壓消失。這樣，霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅(qū)動軸的某一位置，利用這一工作原理，可將霍爾集成電路片用作用點火正時傳感器。霍爾效應傳感器屬于被動型傳感器，它要有外加電源才能工作，這一特點使它能檢測轉(zhuǎn)速低的運轉(zhuǎn)情況。
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霍爾效應傳感器霍爾探頭
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霍爾探頭使用銦的化合物晶體，如娣化銦。晶體大小為5平方毫米左右，置于鋁基上，通過封裝成為探頭。晶體平面垂直于探頭底側(cè)，底側(cè)由非鐵磁材料制成，以避免自身影響磁場。引線自晶體出發(fā)，穿過底側(cè)，進入到電路模塊。把探頭置于磁場中，當電流流經(jīng)晶體時，載流子受洛倫茲力作用出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)導致載流子在晶體上的分布不均勻，晶體兩端的鋁基上因此可以探測到霍爾電壓。霍爾探頭可以測量微弱的地球磁場。霍爾探測器首先需要根據(jù)已知磁場強度進行調(diào)校。然后，探頭需要以適當方向放置以使地磁場磁流線直接穿過它。然后再以反方向放置，所讀出的流密度是地球磁流密度的兩倍。
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參考資料
1.
陳非凡. 工程測試技術(shù). 清華大學出版社. 2006
2.
張洪潤，張亞凡. 傳感技術(shù)與應用教程. 清華大學出版社. 2005
